再生胶生产过程中污染治理的实践

再生胶生产过程中污染治理的实践

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再生胶生产过程中污染治理的实践

厦门众宏秦环保科技有限公司

1.前言

再生胶生产过程中会有大量的废气产生,主要

有动态脱硫过程产生的高温高压带有恶臭味的有机废

气;混炼过程产生的含尘有机废气;炼胶过程产生的

有机废气.这些废气如不处理,势必对环境造成影

响.2000年1月,位于福建省三明市沙县洋坊民营工

业区周边群众群体上访,投诉民营工业区内部分企业

生产过程中排放恶臭气体,严重影响群众的正常生产

和生活.2000年当地环境监管部门委托天津市环境监

测中心站对民营工业区内部分企业进行监测,其中,

某再生胶生产企业的生产废气严重超标,厂界恶臭,

苯并(a)芘等污染物指标超标,受到当地环保部门

的限期治理处罚.2003年,该公司新建厂址,但在兴

建过程中,遭到附近村民的阻挠,要求该公司说明排

放的废气对周边影响的程度,所采取的废气处理情

况.由此可见,环境污染已严重影响再生胶企业的形

象,生存和发展.解决好再生胶行业的污染,使再生

胶行业走上健康发展的轨道,对促进我国循环经济的

发展有着重要的意义.

2.再生胶生产过程污染物排放情况

再生胶是废气排放大户,排放集中在动态脱硫

生产工段,该生产工段废气排放量大,污染物浓度

高.再生胶脱硫工艺是改变废旧橡胶颗粒网状结构的

塑性状态,恢复其柔软的橡胶型结构.生产中将轮

胎和橡胶品粉碎成一定粒度的胶粉后与添加剂(煤沥

青,活化剂,软化剂,促进剂)在脱硫罐内反应,反

应温度250%,反应压力在1.8MPa,反应时间2h.当

脱硫反应时间完成后排放的废气呈间歇性,暴发性和

高温性,排放的废气中含有大量水蒸气,少量胶粉颗

粒,”三苯”(苯,甲苯,二甲苯),苯并(a)芘

(Bap),Hs等挥发性有机化合物(VOCs).挥发

性有机化合物(VOCs)是指沸点5O～260%的各种有

机化合物.VOCs按其化学结构,可以进一步分为:

烷类,芳烃类,酯类,醛类和其他等.目前已鉴定出

的有300多种.最常见的有苯,甲苯,二甲苯,苯乙

烯,三氯乙烯,三氯甲烷,三氯乙烷,二异氰酸酯, 二异氰甲苯酯等.基本上VOCs都能产生恶臭.

混炼和炼胶过程也产生VOCs废气,与脱硫过程

相比,浓度较低,但处理废气量大.

再生胶生产过程中还产生高浓度有机废水,主要

是动态脱硫过程中的冷凝废水.废水中COD浓度达到

8000—16000m#L,并带有恶臭味.

3.VOCs常用的处理技术

目前常用的VOCs处理方法有:

(1)吸附法:利用某些具有吸附能力的物质如

活性炭,活性炭纤维,硅胶,沸石分子筛,活性氧化

铝等吸附有害成分而达到消除VOCs污染的目的.吸

附法适用于几乎所有的废气污染物,一般是中低浓度

的废气污染物.吸附效果取决于吸附剂性质,废气污

染物种类和吸附系统的操作温度,湿度,压力等因

素,具有去除效率高的优点,从而使其成为去除废气

污染物较为常用的方法,但存在投资运行费用较高且

有二次污染产生的缺陷.

(2)吸收法:通过让VOCs废气和液体(如水和

中国芝用cl292011年第7期l

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有机溶剂等)吸收剂充分接触而达到使污染物从废气

转移到液相的一种操作过程.吸收过程的主体是填料

塔,板式塔或喷雾塔等吸收装置.吸收装置可用来处

理大流量的污染物,该工艺本身是一个典型的分离问

题.因此,存在吸收液的再生与处理,以及浓集气流

的二次污染问题.

(3)燃烧法:利用有机废气污染物易燃烧的性

质进行处理的一种方法.燃烧法又可分为直接燃烧法

和催化燃烧法.直接燃烧法燃烧温度控制在1100%以

上,去除效率达95%以上.催化燃烧法包括直接催化

燃烧法和吸附浓缩催化燃烧工艺两种.它是在系统中

使用适合催化剂,使废气中污染物在300～450%下氧

化分解.燃烧法适于中低流量,高浓度废气处理,去

除效率高,但投资大,需耗燃料,造成运行费用高,

还排放大量的NOX和CO.

(4)生物法:是利用微生物的代谢作用,有机

物被分解,转化为无机物.与传统的燃烧法,吸收

法,吸附法相比,对VOCs废气的处理有无二次污染

和运行费用低的特点.

(5)等离子法:等离子是由电子,离子,自由

基和中性粒子流组成,工作状态呈流星雨状电性流

体.属固态,液态,气态之外的第四种物质形态.等

离子发生器整体保持电中性,安全可靠.采用低温

等离子体分解油雾,废气等污染介质时,等离子体中 的高能离子起决定性的作用.流星雨状的高能等离子

与介质发生非弹性碰撞,将能量转化成基态介质的内

能,发生激发,离解,电离等一系列过程使污染介质

处于活化状态.污染介质在等离子体的作用下,产生

活性自由基,活化后的污染分子经过等离子体定向链

化学反应后被脱离.当离子平均能量超过污染介质中

化学链结合能时,分子链断裂,污染介质分解,并在

等离子发生器吸附场的作用下被收集.等离子法很适

用于大流量,低浓度VOCs废气的处理,有无二次污

30lTRA

染和运行费用低的特点.

4.再生胶生产过程污染治理技术的运用

(1)生物法处理再生胶动态脱硫废气

本项目运用于福建环科集团有限公司三明市高科

橡胶有限公司再生胶生产废气的处理.主要处理工艺

见图1:

本项目采用减压,冷却,除雾,生物降解处理

工艺.自2004年l2月开始研制,高科橡胶有限公司8

台6m脱硫罐及脱硫罐卸料废气进行处理,设计处理

废气量lO000m/h.至目前为止,该项目应用稳定.

应用过程中主要是定期更换循环水池内的喷淋水,喷

淋水中主要含S02—4和Cll一,S02—4和cl1一无排放标

准,用石灰中和后可直接排放.风机,水泵除质量故

障外,无其他故障发生.运行过程中无需专人值守,

由脱硫班组兼职管理.

2005年12)q,经三明市环境监测站监测,处理

后的废气经30米高的烟囱排放,废气中5项主要污染

物苯并(a)芘,苯,甲苯,二甲苯和硫化氢排放浓

度均符合国家相应的排放标准,废气能够达标排放.

该废气处理设施对上述5项污染物的平均去除率依次

73.2%,80-3%,76.8%,96.0%和36.4%.

水箍敏

图1生物法处理再生胶动态脱硫废气工艺图

(2)活性碳纤维吸附法处理再生胶动态脱硫废气

本项目运用于浙江杭园再生胶厂动态脱硫废气.

前处理工艺与高科橡胶有限公司相同,仅将生物滤池

改为活性炭纤维吸附.处理工艺采用减压,冷却,除

雾,活性炭纤维吸附.吸附罐设2台,当一台吸附罐

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饱和后,采用蒸汽脱附再生.脱附废液另行处理.

(3)等离子法处理再生胶动态脱硫废气

本项目运用在江西兴国慈兴再生胶有限公司.前

处理工艺与高科橡胶有限公司相同,仅将生物滤池改

为等离子有机废气处理装置.处理工艺采用减压,冷 却,除雾,等离子处理.等离子处理设施采用组合串

联安装.

(4)等离子法处理炼胶废气

再生胶炼胶过程产生大流量,低浓度VOCs废

气.2008年初,我公司与清华大学电机系合作,研制

等离子废气处理装置处理炼胶废气.先后研制小型

lO00m./h处理量的样机.在当地环境监测部门大力配

合下,在环科橡胶公司进行小试,二甲苯去除率达到

了63%.2008年,我公司将等离子法运用于高科橡胶

有限公司再生胶炼胶废气治理.设计5组废气处理设

施;每组处理5台炼胶机产生的废气;每组处理废气

量20000m/h,5组处理废气总量lO0000m/h.每组采

用2级串联等离子净化器,并在等离子净化器前设置

除雾装置.2008年末,福建省环境监测中心站对高科

橡胶有限公司全厂废气进行监测,结论如下:精炼工

段和脱硫工段废气排放口的排气筒高度为30m,在正

常生产时,精炼工段和脱硫工段废气排放口的排放

源臭气浓度均低于GB14554—93《恶臭污染物排放标

准》,其中排气筒高度大于25m标准值.

等离子法处理炼胶废气与其他方法相比,无二次

污染,系统阻力小,运行费用低,单台净化器耗电量

仅为3.2kw.操作简便,无人值守.目前,我公司还

开发出去除效率比平板式更高的蜂窝式等离子有机废

气净化设施.

(5)再生胶生产废水的处理

再生胶在动态脱硫过程中需添加一定量的水,

这些水除少部分通过产品带走外,大部分通过蒸

汽的形式排人冷却设施后形成废水.该废水外观

呈褐色乳化状态,有强烈的恶臭味,COD浓度达到

8000～16000mg/L,BOD5为2000～5000mg/L,属难

生化的高浓度有机废水.水中的污染物主要是添加

剂(煤沥青,活化剂,软化剂,促进剂)带来的.2009

年,我公司通过小试和中试,确定采用”高级氧化+

物化+生化”为主的废水处理方案.主要处理工艺见

图2.

废走I调节池ILI隔油池11吸附池11氧化槽

排放

中和池

l

沉淀池L一接触氧化池1.——_J厌氧池I’—_J沉淀池

图2废水处理工艺流程图

2010年以来,我公司将上述废水处理技术运用于

杭园再生胶厂5m./d再生胶生产废水和高科橡胶有限

公司lOm/d的再生胶生产废水.目前,杭园和高科均